谈自动控制系统在城市集中供热中的应用

尹 旭 成

(太原市热力集团有限责任公司，山西 太原 030001)

随着社会与科学的不断发展，城市建筑的采暖方式越来越多的采用集中供热的方式来实现。集中供热在一定的程度上达到了既节约能源又减少污染的效果，改善了城市的空气质量。但是随着国家对环境保护的越来越重视，为积极响应国家政策，城市集中供热必须进行节能方面的改造。必须在保证正常供热的条件下，最大限度的达到节能降耗的目标。而自动控制系统在城市集中供热中的应用在节能降耗方面具有显著的效果。

1 我国当前供暖能耗存在的问题

1.1 供暖企业设备及技术落后造成能源浪费

虽然经历了改革开放，经济持续发展，但相比于一些发达的国家，我国的供暖企业仍存在设备相对老旧，自动控制系统相对落后，供热效率低、资源利用率低、能耗高等问题。同时，在管网的建设上也存在着一些漏洞，无法达到最佳的全网平衡运行效果，通常表现为局部地区过热，局部地区不热的现象，造成了热能的浪费。另外在一些老旧的小区内，由于建筑本身保温设施较差且未能及时改造，楼墙体也没做外墙保温，并且存在一些管网保温严重破损未及时修复的情况。从而造成了热能的大量损耗，不但不能满足热用户的需求，还造成了能源严重浪费。

1.2 节能减排意识短缺，管理疏忽

节能减排在当前形式下，是供暖过程中的首要任务。供暖企业在着重考虑节能减排的同时，必须加强企业自身的节能管理。供暖企业应当从管理着手，通过提高技术设备、员工专业素养、设施建设、优化管理结构，减小不必要的损耗。

2 自动控制系统在城市集中供热节能应用的原理

自动控制系统在城市集中供热中应用的目标是在保证供热质量的基础上，充分利用热能，降低损耗和成本。想要实现传输过程中热能的充分利用，必须根据实际情况制定一套科学的自动控制系统，对所有供热设备实现统一调控。在自动控制系统的设计中，在满足了供热系统的结构、运行的特点、供热的实际需求的基础上，对供热设备进行科学选择。在实际供热中可以增设加压站，实现热能的逐级输送。

3 城市集中供热系统中自动控制系统的组成

实际供热中，集中供热系统由热源的一次网和用户二次网组成，通过一、二次网换热的方式最终将热能传给热用户。换热站的自动控制系统由单片机、仪表设备、控制线路、通讯接口、人机触摸屏等组成。换热站压力变送器、温度变送器、流量变送器等传输的压力、温度、流量等参数，通过现场仪表传感器转换成标准的电流信号送入到单片机当中。变频器将电机电流、转速等信号传送至单片机当中，从而控制变频器的启停和变频调速。触摸屏作为自控系统中的人机接口，显示站内仪表的参数和设备状态，并且下达现场的指令操作。

4 自动控制技术在城市集中供热系统中的应用特点

4.1 分时段控制技术

应用此类技术时，供热企业对比根据城市集中供热与传统供热系统的不同之处，对其全面管理。主要在热计量收费方面，应该完善制度体系，通过选择分时和精确控制，形成先进的分时、分段、分户控制系统。

4.2 自动化机械设备

城市集中供热系统在运行中，由于供热负荷较大，用户之间存在很大的差别。因此，需要应用自动化设备对其进行升级改造，建立专业的智能化平台和供热机制，发挥先进的自动控制技术的优势。例如：加压泵、电动阀、电磁阀等在供热工作中的使用，不仅保证了全网稳定运行，而且还节省了人工投入。

4.3 实时监控技术

在实际工作中，根据发展需求建立专门的实时监控系统，合理开展供热工作，在宽带通信技术的支持下，提高远程控制机械设备的技术水平，保证集中供热的稳定运行。例如：企业在实际工作的过程中，利用全网平衡系统来控制各换热站的供热稳定性。通过设定固定的参数值来控制阀门的开启度，以达到对流量的调节，从而保证供热在最合理的范围内。

5 自动化控制技术的应用在集中供热系统中带来的实际节能效果

1)控制单位降耗。将循环泵、加压泵等变频装置安装在加压站，根据现场的实际情况，通过调控电动机的频率来实现降低能耗的目标。实际的变频控制中，调控涉及的范围较大，可以提高水泵的运行效率，达到高精度运行的目标。

2)控制单位热能损耗。自动化控制技术能够良好地克服人为操作存在的不定性和滞后性。例如：电动调节阀能够根据目标温度的要求自动调节阀门开度，从而达到自动调节流量的目标，减少供热过程中的损耗。热计量表在热用户中的广泛应用不仅提高了热用户节约热能的意识，而且通过对比室外气温，对阀门的开度进行了自动调控从而大大提高了供热的效率，减少了热能不必要的浪费。

3)减少人工成本支出。自动控制技术具有显著的自动化功能，减少了对人工的依赖，不需要支付额外的人工费用，间接地满足了节能环保的要求。而且自动化控制技术能够动态掌握供热系统的运行状况，并及时调控，避免了人工控制的延迟性，提升了集中供热系统的运行效率。例如：补水泵可以通过设定定压点从而达到自动补水的功能。当管网压力低于定压点的最低值时开始自动补水，当管网压力高于定压点的最高值时停止自动补水，从而大大减少了人工成本的支出。

6 结语

目前我国北方城市主要采用集中供热方式，而自动控制技术作为一项先进的控制技术，必将是我国未来集中供热方式的发展方向。该文主要分析了自动控制技术在城市集中供热节能降耗领域的应用。响应我国对节能环保的要求，所以在供热系统中加大节能技术的应用是非常关键的。供暖单位要对目前供热系统中节能技术应用的现状进行分析，对相关节能技术进行学习，积极探索，加大节能技术的应用。通过对供热老旧管网的维修改造，对老旧建筑物外墙保温改造，结合自动化系统的应用，从而最大限度的达到节能降耗的目的，为我国集中供热系统的发展做出贡献。